(57)【要約】  ポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基間を多価金属イオンで架橋させて成るガスバリア層を有するガスバリア性積層体において、多価金属イオンによる架橋を促進させることにより、生産性良く、より優れたガスバリア性を発現させることを課題とする。その解決手段として、金属元素が樹脂骨格中に含まれる非水系樹脂から成る層（Ａ）とカルボキシル基間に多価金属によるイオン架橋が形成されたポリカルボン酸系ポリマーから成る層（Ｂ）から成ることを特徴とする。
2011040540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属元素が樹脂骨格中に含まれる非水系樹脂から成る層（Ａ）とカルボキシル基間に多価金属によるイオン架橋が形成されたポリカルボン酸系ポリマーから成る層（Ｂ）から成ることを特徴とするガスバリア性積層体。
【請求項２】
前記金属元素が１価の金属元素である請求項１記載のガスバリア性積層体。
【請求項３】
前記層（Ａ）の非水系樹脂中に、ウレタン結合が形成されている請求項１記載のガスバリア性積層体。
【請求項４】
前記層（Ａ）中に、多価金属のアルカリ性化合物を含有する請求項１記載のガスバリア性積層体。
【請求項５】
前記多価金属のアルカリ性化合物が、カルシウム又はマグネシウムの炭酸塩、水酸化物の少なくとも１種類から成る請求項１記載のガスバリア性積層体。
【請求項６】
前記ポリカルボン酸系ポリマーが、ポリ（メタ）アクリル酸又はその部分中和物である請求項１記載のガスバリア性積層体。
【請求項７】
前記層（Ｂ）中の多価金属が、カルシウム又はマグネシウムの少なくとも１種類から成る請求項１記載のガスバリア性積層体。
【請求項８】
プラスチック基材の少なくとも一方の面に、金属元素が樹脂骨格中に含まれる非水系樹脂中に多価金属のアルカリ性化合物を分散させた層（Ａ）を形成させた後、少なくとも水を含有する溶媒中にポリカルボン酸系ポリマーを溶解させて成る溶液（ｂ）を層（Ａ）に塗布して、次いで熱処理を行って溶媒を除去することにより、多価金属イオンで溶液（ｂ）中のカルボキシル基間に金属イオン架橋を形成させることを特徴とするガスバリア性積層体の製造方法。
【請求項９】
請求項１記載のガスバリア性積層体をプラスチック基体の表面或いはプラスチックの層間に備えて成ることを特徴とする包装材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基間を金属イオン架橋させて成るガスバリア層を有するガスバリア性積層体及びその製造方法に関するものであり、より詳細には、金属イオン架橋が促進され、生産性及びガスバリア性が更に向上されたガスバリア性積層体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガスバリア材としては種々のものが提案されており、特にポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、エチレンビニルアルコール共重合体等がガスバリア性樹脂として知られている。しかしながら、ポリ塩化ビニリデンやポリアクリロニトリルは、環境の問題からその使用を控える傾向があり、エチレンビニルアルコール共重合体においては、ガスバリア性の湿度依存性が大きく、高湿度条件下ではガスバリア性が低下するという問題があった。【０００３】
このような問題を解決するために、ポリカルボン酸系ポリマーと、カルボキシル基と反応する官能基を２〜４個有する架橋剤及び２価以上の金属イオンとを反応させることによって、上記ポリカルボン酸系ポリマーに、架橋剤による架橋部位及び上記２価以上の金属イオンによる架橋部位を形成させ、上記のポリカルボン酸系ポリマーと架橋剤との重量比を９９．９／０．１〜６５／３５としたガスバリア性樹脂組成物(特許文献１)や、熱可塑性樹脂フィルムの少なくとも片面にガスバリア性の被膜層を形成してなるフィルムであって、この被膜層が１分子当たり３個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物を含む架橋剤によって架橋されたポリアクリル酸から形成され、上記ポリアクリル酸１００質量部に対して上記架橋剤を１〜１００質量部含有することを特徴とするガスバリア性フィルム(特許文献２)等が提案されている。【０００４】
上記特許文献１及び２に記載されたガスバリア材は、１５０℃以上の高温或いは長時間の加熱により高度に架橋させることが必要であるため、プラスチック基体への影響が大きいと共に、金属イオンとのイオン架橋に際して浸漬処理や噴霧処理が必要であることから、生産性に劣ると共に、多大なエネルギーや水を消費する等の点で問題があり、また可撓性及び耐レトルト性の点でも十分満足するものではない。
また、比較的低温での乾燥焼付けを可能にしたガスバリア性積層フィルムとして、ポリカルボン酸系重合体を含む塗液（Ａ）から熱処理せずに形成される層（ａ）及び水溶性多価金属塩と水系樹脂を含む塗液（Ｂ）から形成される層（ｂ）を備えており、塗液（Ａ）から形成される層（ａ）と塗液（Ｂ）から形成される層（ｂ）とが、互いに隣接した少なくとも一対の積層単位を形成することを特徴とする、ガスバリア性積層フィルムが提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７１４１９号公報
【特許文献２】特開２００２−２４０２０７号公報
【特許文献３】特開２００７−３１３７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献３に記載されたガスバリア性積層フィルムは、比較的低温での乾燥焼付けが可能であり、基材に影響を与えることなく、ガスバリア性積層フィルムが得られるが、かかる積層フィルムでは、先に塗布されたポリカルボン酸系重合体が固定されてしまうため、多価金属塩の層（ａ）への移行が十分に進まず、多価金属によるイオン架橋が不十分であり、焼付け後の後処理として、従来の手法である浸漬処理や噴霧処理を加えてイオン架橋率を高めなければ、ガスバリア性の点で未だ十分満足するものではなかった。また基材との十分な密着性を得るためにはアンダーコート層が必須であり、各層を形成するためにそれぞれ異なる工程が必要となり、生産性やコストの面で未だ充分満足するものではない。
従って本発明の目的は、ポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基間を多価金属イオンで架橋させて成るガスバリア層を有するガスバリア性積層体において、より優れたガスバリア性を発現可能なガスバリア性積層体を提供することである。
本発明の他の目的は、ポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基間を多価金属イオンで架橋させて成るガスバリア層を有するガスバリア性積層体の製造方法であって、優れた基材との密着性、ガスバリア性、耐レトルト性、可撓性を有するガスバリア性積層体を低温短時間の加熱のみで、簡略化された少ない工程数で、効率よく生産し得るガスバリア性積層体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、金属元素が非水系樹脂骨格中に含まれる樹脂から成る層（Ａ）とカルボキシル基間に多価金属によるイオン架橋が形成されたポリカルボン酸系ポリマーから成る層（Ｂ）から成ることを特徴とするガスバリア性積層体が提供される。
本発明のガスバリア性積層体においては、
１．層（Ａ）の非水系樹脂骨格中に１価の金属元素が含まれていること、
２．層（Ａ）の非水系樹脂中に、ウレタン結合が形成されていること、
３．層（Ａ）中に、多価金属のアルカリ性化合物を含有すること、
４．多価金属のアルカリ性化合物が、カルシウム又はマグネシウムの炭酸塩、水酸化物の少なくとも１種類から成ること、
５．ポリカルボン酸系ポリマーが、ポリ（メタ）アクリル酸又はその部分中和物であること、
６．層（Ｂ）中の多価金属が、カルシウム又はマグネシウムの少なくとも１種類から成ること、
が好適である。【０００８】
本発明によればまた、プラスチック基材の少なくとも一方の面に、金属元素が樹脂骨格中に含まれる非水系樹脂中に多価金属のアルカリ性化合物を分散させた層（Ａ）を形成させた後、少なくとも水を含有する溶媒中にポリカルボン酸系ポリマーを溶解させて成る溶液（ｂ）を層（Ａ）に塗布して、次いで熱処理を行って溶媒を除去することにより、多価金属イオンで溶液（ｂ）中のカルボキシル基間に金属イオン架橋を形成させることを特徴とするガスバリア性積層体の製造方法が提供される。
本発明によれば更に、上記ガスバリア性積層体をプラスチック基体の表面或いはプラスチックの層間に備えて成ることを特徴とする包装材が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のガスバリア性積層体においては、ポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基間を多価金属イオンで架橋させて成る、従来のガスバリア性積層体よりも優れたガスバリア性を有している。
また本発明のガスバリア性積層体の製造方法においては、多価金属のアルカリ性化合物を、金属元素が樹脂骨格中に含まれる非水系樹脂中に分散させることにより、多価金属イオンの溶液（ｂ）への移行が促進されるため、ポリカルボン酸系ポリマーの多価金属イオンによる架橋を効率よく行うことができ、生産性に優れている。
更に、本発明のガスバリア性積層体の製造方法においては、ポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基間を、多価金属イオンで架橋させるのに必須であった、浸漬処理、或いは噴霧処理を行う必要がなく、工程数を簡略化することができる。
また本発明のガスバリア性積層体の製造方法によれば、上記浸漬処理或いは噴霧処理を行ったと同様にポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基間を金属イオン架橋することができる。そのため、本発明の製造方法により製造されたガスバリア性積層体は、低温短時間の加熱のみで容易に架橋構造を形成することができ、プラスチック基体に悪影響を与えることなく且つ製造時間及びエネルギーをより低減することが可能になり、生産性よく、優れたガスバリア材を形成することが可能となる。
またアンカーコート層を別途に設けることなく、基材となるプラスチックに優れた密着性を発現することができる。
更に本発明のガスバリア性積層体は、優れたガスバリア性、耐水性、可撓性を有すると共に、レトルト殺菌のような高温湿熱条件下におかれた後も優れたガスバリア性を達成でき、耐レトルト性をも付与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１で作成したラミネート積層体の断面構造を示す図である。
【図２】実施例９で作成したラミネート積層体の断面構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（ガスバリア性積層体）
本発明のガスバリア性積層体は、金属元素が樹脂骨格中に含まれる非水系樹脂から成る層（Ａ）とカルボキシル基間に多価金属によるイオン架橋が形成されたポリカルボン酸系ポリマーから成る層（Ｂ）が形成されている。
本発明のガスバリア性積層体は、前述したように、プラスチック基材の少なくとも一方の面に、金属元素が樹脂骨格中に含まれる非水系樹脂中に多価金属のアルカリ性化合物を分散させた層（Ａ）を形成させた後、少なくとも水を含有する溶媒中にポリカルボン酸系ポリマーを溶解させて成る溶液（ｂ）を層（Ａ）に塗布し、次いで熱処理を行って溶媒を除去し、溶液（ｂ）へ移行した層（Ａ）中の多価金属イオンで溶液（ｂ）中のカルボキシル基間に金属イオン架橋を形成させることにより、層（Ｂ）が形成されるものであるが、本発明においては、層（Ａ）を形成する多価金属のアルカリ性化合物を含有する塗料組成物（ａ）において、樹脂分として非水系の樹脂を用い、更にこの非水系樹脂が金属元素を樹脂骨格に有するものを使用することにより、層（Ａ）中の多価金属イオンが効率的に溶液（ｂ）中に移行することが可能となる。
すなわち、層（Ａ）を構成する金属元素が樹脂骨格中に含まれる非水系樹脂は、それ自体アンカーコート層として層（Ｂ）をプラスチック基体に密着性よく積層することができると共に、金属元素を有することにより水含有溶剤に対して膨潤しやすいことから、層（Ｂ）を構成する溶液（ｂ）を塗布することにより膨潤して、層（Ａ）中に存在する多価金属イオンを効果的に溶液（ｂ）中に移行させることが可能になるのである。
尚、金属元素が非水系樹脂の樹脂骨格中に含まれるか否かは、例えば、原料樹脂の蛍光Ｘ線による分析により検出することができる。
【００１２】
本発明のかかる作用効果は後述する実施例の結果からも明らかである。
すなわち、上記溶液（ｂ）を塗布する前の層（Ａ）が、金属元素を含有しない非水系樹脂中に多価金属のアルカリ性化合物が分散した層である場合は、塗工速度を遅くする、即ち製膜時間を長くすればイオン架橋率は３０％に達し、レトルト処理前後のいずれにおいても優れたガスバリア性を発現することができるが、塗工速度を速くして製膜時間が短いとイオン架橋率は２０％未満に留まり、レトルト処理前後のいずれにおいても満足するガスバリア性が得られていない（比較例１）。また上記溶液（ｂ）を塗布する前の層（Ａ）が、１価の金属元素を含有するが樹脂骨格中に１価の金属元素が含まれていない非水系樹脂中に多価金属のアルカリ性化合物が分散した層である場合には、１価金属自体が溶液（ｂ）中に移行し、多価金属によるイオン架橋率は却って低下してしまい、満足するガスバリア性が得られない（比較例２）。
これに対して、上記溶液（ｂ）を塗布する前の層（Ａ）が、金属元素が樹脂骨格中に含まれる非水系樹脂中に多価金属のアルカリ性化合物が分散した層である場合には、短時間の製膜でイオン架橋率が６５％にも達し、従来の製膜時間ではイオン架橋率が９０％にまでなっており、優れたガスバリア性を有する積層体を生産性よく形成できることが明らかである（実施例１〜９）。
【００１３】
（塗料組成物（ａ））
本発明において多価金属のアルカリ性化合物を含有する層（Ａ）を形成する塗料組成物（ａ）は、多価金属のアルカリ性化合物を、金属元素が樹脂骨格中に含まれる非水系樹脂を樹脂分として含有する塗料成分に分散させて成るものである。
本発明においては、塗料成分の樹脂分が金属元素が樹脂骨格中に含まれる非水系樹脂であること、及び多価金属がアルカリ性化合物であることが特に重要であり、これにより、溶液（ｂ）により形成される層（Ｂ）の溶媒を除去するために行う熱処理の間に層（Ａ）から溶液（ｂ）への多価金属イオンの移行、すなわち層（Ａ）から溶液（ｂ）へ移行した多価金属のアルカリ性化合物が速やかに溶解されて多価金属イオンを放出し、層（Ｂ）全体への多価金属イオンの拡散が可能になる。
【００１４】
多価金属のアルカリ性化合物を含有させる塗料は、金属元素が樹脂骨格中に含まれる非水系樹脂を樹脂分として含有する塗料であることが重要であり、ウレタン系、エポキシ系、アクリル系、ポリエステル系等を樹脂分とするものであることが好ましく、これらのポリマーを構成するモノマーに金属塩基を導入させておくことによって、形成される樹脂骨格中に金属元素を含ませることができる。尚、本発明において「非水系」とは、水分を含む溶媒に分散させたエマルジョンやラテックス、或いは水溶性の樹脂を除く概念であり、これにより、水含有溶剤との接触時に生じる過度な膨潤による層（Ａ）の機械的強度の低下が有効に防止されている。樹脂のモノマーに導入させておくのに好適な金属塩基としては、多価金属の分散性を向上させるため極性を有する官能基を有していることが望ましく、スルホン酸金属塩基、リン酸金属塩基等を挙げることができる。また金属元素としては、リチウムＬｉ，カリウムＫ，ナトリウムＮａ，マグネシウムＭｇ，カルシウムＣａ，銅Ｃｕ，鉄Ｆｅ等を挙げることができるが、１価の金属元素であることが特に好適であり、本発明においては、特にスルホン酸ナトリウムが導入されていることが好適である。
【００１５】
本発明においては特に、基材との優れた密着性を得るため、また多価金属のアルカリ性化合物の分散性を高めるために、イソシアネート化合物が含有されていることが好適である。また、イソシアネート化合物を硬化剤として用い、塗料成分は主剤と硬化剤から構成されていてもよく、硬化反応が完了していない状態の前駆体であっても、或いは硬化剤が過剰に存在している状態であってもよい。
また本発明においては特に、基材との優れた密着性を得るため、また多価金属のアルカリ性化合物の分散性を高めるために、層（Ａ）中にウレタン結合が形成されていることが好適である。予め塗料中にウレタン系ポリマーを含有させておいてもよいが、イソシアネート化合物に対する主剤として、ポリエステルポリオールやポリエーテルポリオール、或いはこれらのウレタン変性物等のポリオール成分を用いてもよく、イソシアネート化合物中のイソシアネート基数はポリオール成分中の水酸基数よりも過剰になるようにイソシアネート化合物が存在していることが好ましい。
【００１６】
ウレタン系ポリマー形成に使用されるポリオール成分としては、ポリエステルポリオール又はそのウレタン変性物が好ましい。これらのポリエステルポリオール成分としては、多価カルボン酸もしくはそれらのジアルキルエステルまたはそれらの混合物と、グリコール類もしくはそれらの混合物とを反応させて得られるポリエステルポリオールが挙げられる。
前記ポリエステルポリオールのガラス転移温度は、−５０℃乃至１００℃が好ましく、−２０℃乃至８０℃がより好ましい。また、これらのポリエステルポリオールの数平均分子量は１０００乃至１０万が好ましく、３０００乃至８万がより好ましい。
多価カルボン酸としては、例えばイソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族多価カルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸，シクロヘキサンジカルボン酸の脂肪族多価カルボン酸が挙げられる。
グリコールとしては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，６ーヘキサンジオールなどが挙げられる。
【００１７】
本発明においては、上記ポリオール成分或いは多価カルボン酸成分に、金属塩基が導入された成分を共重合させることにより、樹脂骨格中に金属元素を有する非水系樹脂とすることができる。
このような金属塩基が導入された多価カルボン酸としては、スルホテレフタル酸、５−スルホイソフタル酸、４−スルホナフタレン−２，７−ジカルボン酸、５〔４−スルホフェノキシ〕イソフタル酸等の金属塩を挙げることができる。また金属塩基が導入されたポリオールとしては２−スルホ−１，４−ブタンジオール、２，５−ジメチル−３−スルホ−２，５−ヘキサンジオール等の金属塩が挙げられる。特に好ましいものは５−ナトリウムスルホイソフタル酸である。
金属塩基が導入された成分は、０．０１乃至１０モル％の量で共重合されていることが望ましい。上記範囲よりも少ない場合には、多価金属イオンの移行を十分促進することができず、一方上記範囲よりも多い場合には、耐水性に劣るようになる。
【００１８】
塗料中に含有されるイソシアネート化合物としては、或いは硬化剤としてウレタン系ポリマーの形成又は他の主剤との組み合わせにおいて使用可能なイソシアネート化合物としては、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、３，３’−ジクロロ−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、１，５−テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，３−シクロヘキシレンジイソシアネート、４−シクロヘキシレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート、上記ポリイソシアネート単量体から誘導されたイソシアヌレート、ビューレット、アロファネート等の多官能ポリイソシアネート化合物、あるいはトリメチロールプロパン、グリセリン等の３官能以上のポリオール化合物との反応により得られる末端イソシアネート基含有の多官能ポリイソシアネート化合物等を挙げることができる。
【００１９】
本発明においては、多価金属のアルカリ性化合物は、溶液（ｂ）へ移行した多価金属のアルカリ性化合物が速やかに溶解するという点で、多価金属のアルカリ性化合物の粒子の表面には化学処理が施されていないことが好ましい。
本発明においてはまた、ガスバリア性積層体の層（Ａ）中に多価金属のアルカリ性化合物の粒子が残存することがあり、粒子の残存量にも依るが、粒子の１次粒径が０．５μｍを超えるとガスバリア性積層体の透明性がわずかながら低下することがある。よって、多価金属のアルカリ性金属粒子の１次粒径は０．５μｍ以下であることが好ましく、０．４μｍ以下であることが特に好ましい。多価金属のアルカリ性化合物粒子の１次粒径は、走査型電子顕微鏡の２次電子像での観察により求めることができる。
【００２０】
多価金属イオンとしては、ポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基を架橋可能である限り特に制限されず、アルカリ土類金属（マグネシウムＭｇ，カルシウムＣａ、ストロンチウムＳｒ，バリウムＢａ等）、周期表８族金属（鉄Ｆｅ，ルテニウムＲｕ等）、周期表１１族金属（銅Ｃｕ等）、周期表１２族金属（亜鉛Ｚｎ等）、周期表１３族金属（アルミニウムＡｌ等）等の金属イオンが例示できるが、特に２〜３価であることが好ましく、好適にはカルシウム、マグネシウムイオン、亜鉛等の２価の金属イオンを使用できる。また、上記金属イオンは１種又は２種以上組み合わせて使用できる。
多価金属のアルカリ性化合物としては、上記金属の、水酸化物（例えば、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等）、炭酸塩（例えば、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等）、有機酸塩、例えば、カルボン酸塩（例えば、酢酸亜鉛、酢酸カルシウム等の酢酸塩、或いは乳酸亜鉛、乳酸カルシウム等の乳酸塩等）等を例示できるが、食品の包装材として使用する場合の安全性の観点や金属イオン架橋が形成される際の副生成物が層（Ｂ）中に留まらない点で、カルシウム又はマグネシウムの炭酸塩、水酸化物の少なくとも１種類を使用することが特に好ましい。
【００２１】
本発明に用いる塗料組成物（ａ）において、多価金属のアルカリ性化合物の含有量は、多価金属イオン１個に対してカルボキシル基２個が反応するとして、金属原子換算で、後述する溶液（ｂ）中に存在するポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基に対して、０．４当量以上となるように含有することが好ましく、特にレトルト殺菌に付する用途に用いる場合には、０．６当量以上となるように含有することがレトルト殺菌後のガスバリア性を維持する上で好ましい。上記範囲よりも多価金属のアルカリ性化合物の含有量が少ないと、ポリカルボン酸系ポリマーの架橋を充分に行うことができず、ガスバリア性を確保することが困難になる。
また塗料組成物（ａ）中の樹脂分の含有量は、１５乃至８０重量％、特に２０乃至６０重量％となるように調製することが好ましい。
また塗料組成物（ａ）において樹脂分は非水系であることが重要であり、トルエン、２−ブタノン、シクロヘキサノン、ソルベッソ、イソホロン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の溶剤で調製することができるが、特に低温での層形成を可能にするために低沸点溶媒を用いることが好ましい。これらの溶剤は単独或いは混合液に溶解させてもよいし、或いは各成分の溶液を混合することによっても調製できる。
また上記成分の他に、公知である硬化促進触媒，充填剤、軟化剤、老化防止剤、安定剤、接着促進剤、レベリング剤、消泡剤、可塑剤、無機フィラー、粘着付与性樹脂、繊維類、顔料等の着色剤、可使用時間延長剤等を使用することもできる。
【００２２】
（溶液（ｂ））
本発明において、上述した塗料組成物（ａ）により形成される層（Ａ）上に塗布される溶液（ｂ）は、少なくとも水を含有する溶媒中にポリカルボン酸系ポリマーを溶解することにより、ポリカルボン酸系ポリマーが解離している溶液である。
溶液（ｂ）に含有されるポリカルボン酸系ポリマーとしては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、アクリル酸−メタクリル酸コポリマー等のカルボキシル基を有するモノマーの単独重合体又は共重合体を挙げることができ、特に、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸が好ましい。また、溶液中でのポリカルボン酸系ポリマーの解離状態を促進するために、これらの部分中和物を用いてもよい。
上記ポリカルボン酸系ポリマーは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化金属塩、アンモニア等により部分中和することができる。
上記部分中和物の中和度は、特に限定されないが、カルボキシル基に対するモル比で６０％以下、特に４０％以下であることが好ましい。上記範囲よりも多いと、多価金属のアルカリ性化合物による十分なイオン架橋が得られない。
【００２３】
ポリカルボン酸系ポリマーの「重量平均分子量」は、特に限定されないが、２０００乃至５，０００，０００、特に１０，０００乃至１，０００，０００の範囲にあることが好ましい。
上記「重量平均分子量」の測定は、分離カラムとして「ＴＳＫ  Ｇ４０００ＰＷＸＬ」、「ＴＳＫ  Ｇ３０００ＰＷＸＬ」（東ソー株式会社製）の２本を用いて、溶離液として５０ｍｍｏｌリン酸水溶液を用い４０℃及び流速１．０ｍｌ／分において、クロマトグラムと標準ポリカルボン酸系ポリマーの検量線から求めた。
【００２４】
溶液（ｂ）に使用する溶媒としては、水だけでもよいが、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール、２−ブタノン、アセトン等のケトン、トルエン等の芳香族系溶剤と水との混合溶媒であってもよく、特に水よりも低沸点の溶剤を水と組み合わせて用いることができる。
好適には、多価金属のアルカリ性化合物を含有する層（Ａ）と良親和の溶剤を用いることが層（Ａ）との親和性を向上させ、多価金属のアルカリ性化合物の溶液（ｂ）への移行を促進させる上で望ましい。層（Ａ）と良親和の溶剤としては、塗料組成物（ａ）で用いた樹脂分によって異なるが、例えばウレタン系ポリマーを用いた場合には、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール、２−ブタノン、アセトン等のケトン等を好適に用いることができる。
溶媒として水と他の溶剤との混合溶媒を用いる場合には、水１００重量部に対して１９００重量部以下、特に１０乃至９００重量部の量で他の溶剤を配合することが望ましい。
【００２５】
溶液（ｂ）には、ポリカルボン酸系ポリマーの未反応のカルボキシル基と反応し、共有結合による架橋構造を形成可能な架橋剤を配合してもよい。すなわち層（Ａ）中から移行した多価金属イオンがポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基とイオン架橋による架橋構造を形成するが、かかる架橋に使用されなかったカルボキシル基を架橋剤で架橋し、架橋部に共有結合による架橋構造を形成することにより、形成させるガスバリア層の耐熱水性を向上させることも可能である。過酷な熱水処理に対して耐性向上が必要な場合は、このような架橋構造を用いて対処することができる。このような架橋剤として特に好適なものは、窒素との間に二重結合を形成する炭素にエーテル結合が形成され、該エーテル結合中の酸素を含んで成る環構造、すなわち−Ｎ＝Ｃ−Ｏ−基、或いは＝Ｃ−Ｏ−部分を環内に持つオキソイミノ基を有する環構造を２個含有する化合物、或いは分子内に脂環族基を有し且つ脂環族基の隣接炭素原子がオキシラン環を形成しているエポキシ化合物成分を含有する脂環式エポキシ化合物を挙げることができ、これらの架橋剤を用いることにより、架橋部にエステル結合又はアミドエステル結合を少なくとも２つ形成させることができる。
これらの架橋剤は単独或いは組み合わせで使用することができる。
【００２６】
上記環構造としては、これに限定されないが下記の環構造を例示することができる。
【００２７】
【化１】
2011040540.tif 000003
【００２８】
一方、下記式
【化２】
2011040540.tif 000004
に示されるような複素環であっても、環中にエーテル結合の酸素を含まない構造ではポリカルボン酸系ポリマーとアミドエステル結合を生成する架橋反応が起こらない。また、環構造が１個では架橋することができない。３個以上では架橋点の構造が３次元的に広がり、ガスバリア性に優れた緻密な架橋構造が形成できないため好ましくない。これらのことより、窒素と炭素が二重結合を形成していること、炭素がエーテル結合を形成していること、窒素との間に二重結合を形成する炭素にエーテル結合が形成されていること、それらの条件が単独で存在するだけではなく、窒素との間に二重結合を形成する炭素にエーテル結合が形成され、該エーテル結合中の酸素を含んで成る環構造を２個含有することが重要である。
【００２９】
上述したような環構造を２個含有する化合物において、かかる環構造は同一の環構造が２個でもよいし、異なる環構造の組み合わせであってもよいが、少なくとも１個がオキサゾリン基又はその誘導体であることが好適である。
【００３０】
かかる環構造を２個有する化合物としては、これに限定されないが、例えば、２,２’−ビス（２−オキサゾリン）、２,２’−ビス（４−メチル−２−オキサゾリン）、２,２’−ビス（５−メチル−２−オキサゾリン）、２,２’−ビス（５,５’−ジメチル−２−オキサゾリン）、２,２’−ビス(４,４,４’,４’−テトラメチル−２−オキサゾリン)、２，２’−ｐ−フェニレンビス（２−オキサゾリン）、２，２’−ｍ−フェニレンビス（２−オキサゾリン）、２，２’−ｏ−フェニレンビス（２−オキサゾリン）、２，２’−ｐ−フェニレンビス（４−メチル−２−オキサゾリン）、２，２’−ｐ−フェニレンビス（４，４−ジメチル−２−オキサゾリン）、２，２’−ｍ−フェニレンビス（４−メチル−２−オキサゾリン）、２，２’−ｍ−フェニレンビス（４，４’−ジメチル−２−オキサゾリン）、２，２’−エチレンビス（２−オキサゾリン）、２，２’−テトラメチレンビス（２−オキサゾリン）、２，２’−ヘキサメチレンビス（２−オキサゾリン）、２，２’−オクタメチレンビス（２−オキサゾリン）、２，２’−デカメチレンビス（２−オキサゾリン）、２，２’−エチレンビス（４−メチル−２−オキサゾリン）、２，２’−テトラメチレンビス（４，４−ジメチル−２−オキサゾリン）、２，２’−３，３’−ジフェノキシエタンビス（２−オキサゾリン）、２，２’−シクロヘキシレンビス（２−オキサゾリン）、２，２’−ジフェニレンビス（２−オキサゾリン）等のビスオキサゾリン類：２，２’−メチレンビス（５，６−ジヒドロ−４Ｈ−１，３−オキサジン）、２，２’−エチレンビス（５，６−ジヒドロ−４Ｈ−１，３−オキサジン）、２，２’−プロピレンビス（５，６−ジヒドロ−４Ｈ−１，３−オキサジン）、２，２’−ブチレンビス（５，６−ジヒドロ−４Ｈ−１，３−オキサジン）、２，２’−ヘキサメチレンビス（５，６−ジヒドロ−４Ｈ−１，３−オキサジン）、２，２’−ｐ−フェニレンビス（５，６−ジヒドロ−４Ｈ−１，３−オキサジン）、２，２’−ｍ−フェニレンビス（５，６−ジヒドロ−４Ｈ−１，３−オキサジン）、２，２’−ナフチレンビス（５，６−ジヒドロ−４Ｈ−１，３−オキサジン）、２，２’−ｐ・ｐ’−ジフェニレンビス（５，６−ジヒドロ−４Ｈ−１，３−オキサジン）等のビスオキサジン類を例示することができる。
【００３１】
本発明においては、機械的特性及び着色等の点から、ポリカルボン酸系ポリマーと上記環構造を２個有する化合物により形成される架橋部分が、脂肪族鎖により形成されていることが好適であることから、上記化合物の中でも芳香環を有しないものを好適に使用することができ、中でも２，２’−ビス（２−オキサゾリン）を特に好適に用いることができる。
【００３２】
また脂環式エポキシ化合物としては、分子内に脂環族基を有し且つ脂環族基の隣接炭素原子がオキシラン環を形成しているエポキシ化合物成分を含有するものであり、例えば分子内に少なくとも１個のエポキシシクロアルキル基、例えばエポキシシクロヘキシル基、エポキシシクロペンチル基等を有するエポキシ化合物等を単独或いは組み合わせで使用することができる。
脂環式エポキシ化合物としては、後述する１分子中に２個のエポキシシクロヘキシル基を有する脂環式エポキシ化合物の他、ビニルシクロヘキセンモノエポキシド、ビニルシクロヘキセンジエポキシド、ビス（２，３−エポキシシクロペンチル）エーテル等を例示できる。
【００３３】
本発明に用いる脂環式エポキシ化合物においては、１分子中に２個のエポキシ基を有する２官能のものであることが好適である。
すなわち、２官能の脂環式エポキシ化合物を用いた場合には、３官能以上の多官能の脂環式エポキシ化合物を用いた場合に比して、架橋構造が３次元的に広がり難く、ガスバリア性に優れた緻密な架橋構造を形成することができる。また多官能の脂環式エポキシ化合物を用いた場合のように、形成される膜が硬く脆くないため、レトルト殺菌後の可撓性に優れ、満足する耐レトルト性を得ることができる。
２官能の脂環式エポキシ化合物としては、好適には脂環式エポキシ基、より好適には脂環族基を有し且つ脂環基の隣接炭素原子がオキシラン環を形成しているエポキシシクロアルキル基、特にエポキシシクロヘキシル基を１分子中に少なくとも１個、更に好適にはエポキシシクロヘキシル基を２個有する脂環式エポキシ化合物を好適に使用することができる。
【００３４】
溶液（ｂ）に特に好適に用いることができる、１分子中に２個のエポキシシクロヘキシル基を有する脂環式エポキシ化合物としては、これらに限定されないが、前記式（１）で表される脂環式エポキシ化合物の他、（３，４−エポキシ−６−メチルシクロへキシル）メチル−３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、（３，４−エポキシ−６−メチルシクロへキシル）メチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス（３，４−エポキシシクロへキシルメチル）アジペート、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）アジペート、ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロへキシルメチル）アジペート、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサンカルボキシレート−３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル（３，４−エポキシ）シクロヘキサンカルボキシレート等を例示することができる。
【００３５】
脂環式エポキシ化合物は、機械的特性及び着色等の点から、ポリカルボン酸系ポリマーと脂環式エポキシ化合物により形成される架橋部分が、脂肪族鎖により形成されていることが好適であることから、上記脂環式エポキシ化合物の中でも芳香環を有しないものを好適に使用することができ、中でも３，４−エポキシシクロヘキシルメチル（３，４−エポキシ）シクロヘキサンカルボキシレートを特に好適に用いることができる。
なおエポキシシクロヘキシル基含有化合物の市販品としては、サイラキュアＵＶＲ−６１００、サイラキュアＵＶＲ−６１０５、サイラキュアＵＶＲ−６１１０、サイラキュアＵＶＲ−６１２８（以上、ダウ・ケミカル社製）、セロキサイド２０２１、セロキサイド２０２１Ｐ、セロキサイド２０８１、セロキサイド２０８３、セロキサイド２０８５、セロキサイド３０００、エポリードＧＴ−３００、エポリードＧＴ−３０１、エポリードＧＴ−３０２、エポリードＧＴ−４００、エポリード４０１、エポリード４０３（以上、ダイセル化学工業（株）製）、ＫＲＭ−２１００、ＫＲＭ−２１１０、ＫＲＭ−２１９９（以上、旭電化工業（株）製）などを挙げることができる。
【００３６】
溶液（ｂ）中に含有されるポリカルボン酸系ポリマーは、２乃至６０重量％、特に４乃至４０重量％の量で含有されていることが好ましく、これにより優れたガスバリア性を得ることが可能となる。
また溶液（ｂ）中に、必要により含有される架橋剤は、ポリカルボン酸系ポリマー１００重量部に対して０．１乃至２０重量部の量で配合されていることが好ましい。上記範囲よりも少ない場合には、耐熱水性を各段向上させるには至らず、一方上記範囲よりも多いと経済性に劣ると共に、多価金属イオンがカルボキシル基と充分な架橋構造を形成することができず、ガスバリア性を向上させることができない。
【００３７】
溶液（ｂ）の調製は、少なくとも水を含有する溶媒で、ポリカルボン酸系ポリマーの溶液を調製し、その溶媒組成で上述した架橋剤も可溶であればそのまま加えても良いし、架橋剤が可溶で、ポリカルボン酸系ポリマーの溶液に添加後、溶液状態が保持できる溶媒組成で別に溶かしてから、ポリカルボン酸系ポリマーの溶液に加えても良い。
またポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基と、架橋剤との反応を促進するために酸性又は塩基性触媒を加えてもよい。
酸触媒としては、酢酸、プロピオン酸、アスコルビン酸、安息香酸、塩酸、パラトルエンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸等の一価の酸、硫酸、亜硫酸、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ポリリン酸、ピロリン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、ポリカルボン酸等の二価以上の酸を挙げることができる。
塩基性触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物；アンモニア；エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ベンジルアミン、モノエタノールアミン、ネオペンタノールアミン、２−アミノプロパノール、３−アミノプロパノールなどの第１級モノアミン；ジエチルアミジエタノールアミン、ジ−ｎ−またはジ−iso−プロパノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミンなどの第２級モノアミン；ジメチルエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノールなどの第３級モノアミン；ジエチレントリアミン、ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、エチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミンなどのポリアミントリエチルアミンなどが挙げられる。
【００３８】
また溶液（ｂ）には、上記成分以外にも、無機分散体を含有することもできる。このような無機分散体は、外部からの水分をブロックし、ガスバリア材を保護する機能を有し、ガスバリア性や耐水性を更に向上させることができる。
かかる無機分散体は、球状、針状、層状等、形状は問わないが、ポリカルボン酸ポリマー及び必要により配合される架橋剤に対して濡れ性を有し、溶液（ｂ）中において、良好に分散するものが使用される。特に水分をブロックし得るという見地から、層状結晶構造を有するケイ酸塩化合物、例えば、水膨潤性雲母、クレイ等が好適に使用される。これらの無機分散体は、アスペクト比が３０以上５０００以下であることが層状に分散させ、水分をブロックするという点で好適である。
無機分散体の含有量はポリカルボン酸ポリマー及び架橋剤の合計１００重量部に対し、５乃至１００重量部の量で含有していることが好ましい。
【００３９】
（プラスチック基材）
本発明において、上記塗料組成物（ａ）を塗布すべきプラスチック基材としては、熱成形可能な熱可塑性樹脂から、押出成形、射出成形、ブロー成形、延伸ブロー成形或いはプレス成形等の手段で製造された、フィルム、シート、或いはボトル状、カップ状、トレイ状、缶形状等の任意の包装材を挙げることができる
【００４０】
プラスチック基材を構成する樹脂の適当な例は、低−、中−或いは高−密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−共重合体、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体等のオレフィン系共重合体；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル；ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６，１０、メタキシリレンアジパミド等のポリアミド；ポリスチレン、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体（ＡＢＳ樹脂）等のスチレン系共重合体；ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の塩化ビニル系共重合体；ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート・エチルアクリレート共重合体等のアクリル系共重合体；ポリカーボネート等である。
【００４１】
これらの熱可塑性樹脂は単独で使用しても或いは２種以上のブレンド物の形で存在していてもよい、またプラスチック基体は、単層の構成でも、或いは例えば同時溶融押出しや、その他のラミネーションによる２層以上の積層構成であってもよい。
勿論、前記の溶融成形可能な熱可塑性樹脂には、所望に応じて顔料、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、滑剤等の添加剤の１種或いは２種類以上を樹脂１００重量部当りに合計量として０．００１部乃至５．０部の範囲内で添加することもできる。
また、例えば、この容器を補強するために、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、カーボン繊維、パルプ、コットン・リンター等の繊維補強材、或いはカーボンブラック、ホワイトカーボン等の粉末補強材、或いはガラスフレーク、アルミフレーク等のフレーク状補強材の１種類或いは２種類以上を、前記熱可塑性樹脂１００重量部当り合計量として２乃至１５０重量部の量で配合でき、更に増量の目的で、重質乃至軟質の炭酸カルシウム、雲母、滑石、カオリン、石膏、クレイ、硫酸バリウム、アルミナ粉、シリカ粉、炭酸マグネシウム等の１種類或いは２種類以上を前記熱可塑性樹脂１００重量部当り合計量として５乃至１００重量部の量でそれ自体公知の処方に従って配合しても何ら差支えない。
さらに、ガスバリア性の向上を目指して、鱗片状の無機微粉末、例えば水膨潤性雲母、クレイ等を前記熱可塑性樹脂１００重量部当り合計量として５乃至１００重量部の量でそれ自体公知の処方に従って配合しても何ら差支えない
【００４２】
またプラスチック基材は、最終フィルム、シート、或いは容器等の成形品であっても良いし、容器に成形するための予備成形物にこの被覆を予め設けることもできる。このような予備成形体としては、二軸延伸ブロー成形のための有底又は無底の筒状パリソン、プラスチック罐成形のためのパイプ、真空成形、圧空成形、プラグアシスト成形のためのシート、或いはヒートシール蓋、製袋のためのフィルム等を挙げることができる。
【００４３】
（ガスバリア性積層体の製造）
本発明のガスバリア性積層体の製造方法においては、上述したプラスチック基材の少なくとも一方の表面に、まず前述した塗料組成物（ａ）を塗布する。
塗料組成物（ａ）の塗工量は、塗料組成物（ａ）中の樹脂分及び多価金属のアルカリ性化合物の仕込み量によって決定され、一概に規定することができないが、形成される層（Ａ）中に樹脂分が０．０２乃至５．０ｇ／ｍ２、特に０．１乃至２．０ｇ／ｍ２の範囲となり、且つ次いで塗布する溶液（ｂ）中のポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基に対して、多価金属イオンが、前述したように、０．４当量以上になるように塗布することが好ましい。上記範囲よりも樹脂分が少ないと、層（Ａ）をプラスチック基体に固着させることが困難となり、一方上記範囲よりも樹脂分が多くても経済性に劣るだけで格別なメリットがない。
またプラスチック基体上に塗布された塗料組成物（ａ）は、用いる塗料の種類及び塗工量にもよるが、５０乃至２００℃の温度で０．５秒乃至５分間、特に、７０乃至１４０℃の温度で１秒乃至２分間、乾燥させることによって、層（Ａ）を形成することが可能であり、これによりプラスチック基材に影響を与えることなく、経済的に層（Ａ）を形成できる。
【００４４】
次いで形成された層（Ａ）の上に、溶液（ｂ）を塗布する。溶液（ｂ）中の樹脂組成物に含まれるポリカルボン酸系ポリマー量、即ち遊離カルボキシル基量は、酸価で少なくとも１５０ＫＯＨｍｇ／ｇ以上、特に２５０乃至９７０ＫＯＨｍｇ／ｇの範囲であることが好ましい。ここで酸価とは、樹脂１ｇ中に含まれる酸性遊離官能基を中和するのに必要な水酸化カリウムのｍｇ数を、アルカリ中和滴定に基づく常法により求めたものである。溶液（ｂ）の塗工量は、層（Ｂ）中にイオン架橋が形成される前の樹脂分のみの乾燥状態で、０．３乃至４．５ｇ／ｍ２、特に０．５乃至３．０ｇ／ｍ２の範囲となるように塗布することが好ましい。上記範囲よりも塗工量が少ないと、十分なバリア性が得られない。一方上記範囲よりも樹脂分が多くても経済性に劣るだけで格別なメリットがない。
次いで、塗布された溶液（ｂ）の加熱処理を行うが、本発明においてはこの加熱処理の際に層（Ａ）中の多価金属イオンが溶液（ｂ）中に移行して、ポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基間に架橋構造を形成する。また溶液（ｂ）中に架橋剤が含有されている場合には、同時に架橋剤によりポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基間に共有結合による架橋構造が形成される。
この溶液（ｂ）の加熱条件は、３０乃至１４０℃、特に４０乃至１２０℃の温度で、０．１秒乃至１分の範囲にあることが好ましく、１秒乃至３０秒の範囲にあることがより好ましい。
【００４５】
上述した塗料組成物（ａ）及び溶液（ｂ）の塗布、及び乾燥或いは加熱処理は、従来公知の方法により行うことができる。
塗布方法としては、これに限定されないが、例えばスプレー塗装、浸漬、或いはバーコーター、ロールコーター、グラビアコーター等により塗布することが可能である。
また乾燥或いは加熱処理は、オーブン乾燥（加熱）、赤外線加熱、高周波加熱等により行うことができる。
【００４６】
（ガスバリア性積層体）
本発明の製造方法により製造されるガスバリア性積層体は、プラスチック基材上の少なくとも一方の表面に２層構成で形成されて成り、プラスチック基材上に形成される下層はプラスチック基材との密着性に優れた塗膜であり、この塗膜の上にポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基間が、多価金属イオンにより２０％以上、特に３０％以上の割合でイオン架橋されているガスバリア層が形成されている。
またこのガスバリア層においては、上述した架橋剤が配合されている場合には、ポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基間に共有結合による架橋構造、特にエステル結合又はアミドエステル結合が形成されており、これにより、耐熱水性が顕著に優れたガスバリア層とすることができる。
本発明の製造方法により製造されるガスバリア性積層体は、ガスバリア層自体が充分なガスバリア性能を有しており、レトルト前の酸素透過量（ＪＩＳ  Ｋ−７１２６に準拠）が０．５ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ（２５℃−８０％ＲＨの環境下）以下、レトルト後においても酸素透過量が１ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ（２５℃−８０％ＲＨの環境下）以下という優れたガスバリア性及び耐レトルト性を有している。また、実施例に示す方法で、レトルト処理後にゲルボフレックステスターによる１００回クラッシュ処理をした後の酸素透過量で可撓性を評価した場合、酸素透過量が１５ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ（２５℃−８０％ＲＨの環境下）以下という優れた可撓性を有している。
【実施例】
【００４７】
本発明を次の実施例により更に説明するが、本発明は次の例により何らかの制限を受けるものではない。【００４８】
（酸素透過量）
得られたプラスチックフィルムのラミネート積層体の酸素透過量を、酸素透過量測定装置（Ｍｏｄｅｒｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ社製、ＯＸ−ＴＲＡＮ２／２０）を用いて測定した。また１２１℃−３０分のレトルト殺菌処理を行った後の酸素透過量も測定した。測定条件は環境温度２５℃、相対湿度８０％である。【００４９】
（可撓性の評価）
得られたプラスチックフィルムのラミネート積層体を、１２１℃−３０分のレトルト殺菌処理を行った後に、１３０ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切り出し、３０ｍｍφで長さ１３０ｍｍの円筒状にしてゲルボフレックステスターに取り付けた。温度２３℃、相対湿度５０％ＲＨの環境下でゲルボフレックステスターによりクラッシュ処理を１００回行った。１回のクラッシュ処理は、ねじり運動（ねじれ角１８０℃、運動長６０ｍｍ）と水平運動（運動長２０ｍｍ）から成る。その後、上述の通り酸素透過量を測定した。【００５０】
（イオン架橋率の算出方法）
イオン架橋率は、イオン架橋形成後のガスバリア性積層体を用い、フーリエ変換赤外分光光度計で測定して算出する。イオン架橋の形成により、カルボン酸はカルボン酸塩へと転換する。一般に、カルボン酸の特性吸収帯は、９２０〜９７０ｃｍ−１付近、１７００〜１７１０ｃｍ−１付近、２５００〜３２００ｃｍ−１付近の波長に、更に酸無水物では１７７０〜１８００ｃｍ−１付近の波長にあることが知られている。また、カルボン酸塩の特性吸収帯は、１４８０〜１６３０ｃｍ−１付近の波長にあることが知られている。イオン架橋率の算出には、１６００〜１８００ｃｍ−１のカルボン酸および酸無水物の波長領域に頂点を有するピークの高さと、１４８０〜１６３０ｃｍ−１のカルボン酸塩の波長領域に頂点を有するピークの高さを用いる。より好ましくは、１６９５〜１７１５ｃｍ−１（ｉ）と１５４０〜１６１０ｃｍ−１（ｉｉ）の波長領域に頂点を有するピークの高さを用いる。各試料の赤外吸収スペクトルを検出し、（ｉ）および（ｉｉ）の波長での吸光度を測定しピーク高さを得る。カルボン酸とカルボン酸塩の吸光度係数を同じと見なし、カルボキシル基の塩転換率（カルボン酸からカルボン酸塩へ変換した割合）、即ちイオン架橋率Ｘを下記式（１）により算出する。
Ｘ＝（ｉｉ）のピーク高さ／[（ｉ）のピーク高さ＋（ｉｉ）のピーク高さ]
…（１）
尚、（ｉ）及び（ｉｉ）のピーク高さは、当ピークのすそ部分がベースラインに重なる点とピーク頂点の吸光度差をいう。【００５１】
（フーリエ変換赤外分光光度計の測定条件）
使用機器：Ｄｉｇｉｌａｂ社製  ＦＴＳ７０００ｓｅｒｉｅｓ
測定方法：ゲルマニウムプリズムを用いた一回反射法
測定波長領域：４０００〜７００ｃｍ−１【００５２】
（層（Ａ）に含まれる非水系樹脂中の金属元素の評価方法）
非水系樹脂中に含まれる金属元素の有無は、蛍光Ｘ線分光装置を用いた測定により判定する。一般に、蛍光Ｘ線分光装置により得られる値は、測定径・Ｘ線出力・測定時間・試料厚み等に依存することが知られている。そこで、これらの条件を測定対象Ｎａ−Ｋα線、測定径３０ｍｍ、Ｘ線出力５０ｋＶ−７０ｍＡ、測定時間４０ｓ、試料厚みを１ｍｍ以下にそれぞれ固定し、材料の違いによる評価方法とした。また測定用試料の作製は、ホットプレス等を用いた樹脂加工、もしくはバーコーターによるコーティングにより行うことができる。これらの条件による測定で、Ｎａ-Ｋα線に基づくピークが検出されたものを、非水系樹脂骨格中に金属元素を含有する樹脂として判断した。結果を表１に示す。【００５３】
（蛍光Ｘ線分析装置の測定条件）
使用機器：理学電機製  ＺＳＸ１００ｅ
測定条件：測定対象  Ｎａ−Ｋα線
測定径  ３０ｍｍ
Ｘ線出力  ５０ｋＶ-７０ｍＡ
測定時間  ４０ｓ【００５４】
（非水系樹脂の膨潤試験）
用いた非水系樹脂の水膨潤性は、それぞれの樹脂シート（３ｃｍ×３ｃｍ  厚み２ｍｍ）を水／アセトン＝５０／５０溶媒に浸漬することで評価した。評価は目視により行い、このうち樹脂が白化して膨潤するものを膨潤性○、樹脂の性状に変化がないものを膨潤性×として評価した。結果は表１に示す。【００５５】
（実施例１）
酢酸エチル/ＭＥＫ混合溶媒（重量比で６５/３５）に溶解したポリエステルポリオール（東洋紡績製、バイロン  Ｖ２４０）に対して、炭酸カルシウム（宇部マテリアルズ製、ＣＳ３Ｎ−Ａ、一次粒径：０．３μｍ）を４００重量％になるよう配合して全固形分を３５％とした後、ガラスビーズ（東新理興製、ＢＺ-０４）によりミル分散してペーストを得た。このペーストに、ポリイソシアネート（住化バイエルウレタン製、スミジュールＮ３３００、１,６-ヘキサメチレンジイソシアネートベースのイソシアヌレート系）を、ポリエステルポリオールに対して３０重量％になるよう加え、全固形分が２５重量％になるよう前記混合溶媒にて調製し、多価金属のアルカリ性化合物を含有する塗料組成物（a）から成るコーティング液（a’）とした。
前記コーティング液（a’）をバーコーターにより、厚み１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム２に塗布した後、ボックス型の電気オーブンにより、設定温度７０℃、処理時間２分の条件で熱処理し、塗工量１．４ｇ／ｍ２の層（Ａ）に該当する層３を有するポリエチレンテレフタレートフィルムとした。【００５６】
ポリカルボン酸系ポリマーとしてポリアクリル酸（日本純薬製、ＡＣ-１０ＬＰ）を用い、水／アセトン混合溶媒（重量比で５０／５０）に、固形分が１０重量％になるように溶解して、溶液（ｂ）を得た。
前記溶液（ｂ）をバーコーターにより、層３を有する上記ポリエチレンテレフタレートフィルムの層３上に、塗工量が１．５ｇ／ｍ２になるよう塗布して前駆体層（Ｂ）とした。ここで前駆体層（Ｂ）の塗工量とは、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムに直接溶液（ｂ）を塗布して乾燥した、即ちイオン架橋を形成させずに溶液（ｂ）中のポリアクリル酸だけを乾燥して求めた塗工量のことである。塗布後の上記フィルムをコンベア型の電気オーブンにより、設定温度６０℃、パスタイム５秒の条件で熱処理することで、前駆体層（Ｂ）中にイオン架橋を形成させた層４を、層３上に有するポリエチレンテレフタレートフィルム、即ちガスバリア性積層体を得た。
前記ガスバリア性積層体のコーティング層を下層にして、厚み２μｍのウレタン系接着剤の層５、厚み１５μｍの２軸延伸ナイロンフィルム６，厚み２μｍのウレタン系接着剤の層７及び厚み７０μｍの無延伸ポリプロピレンフィルム８を順次ラミネートし、図１に示すような層構成のラミネート積層体１を得た。【００５７】
（実施例２）
実施例１において、溶液（ｂ）のコンベア型電気オーブンによる熱処理を、設定温度６０℃、パスタイム２秒とする以外は実施例１と同様の方法でラミネート積層体を得た。【００５８】
（実施例３）
実施例１において、溶液（ｂ）のコンベア型電気オーブンによる熱処理を、設定温度６０℃、パスタイム１５秒とする以外は実施例１と同様の方法でラミネート積層体を得た。【００５９】
（実施例４）
実施例１において、コーティング液（ａ’）中の炭酸カルシウムの替わりに水酸化カルシウム（和光純薬製）とし、層（Ａ）の塗工量を１．１ｇ／ｍ２、層（Ｂ）の塗工量１．１６ｇとする以外は、実施例１と同様の方法でラミネート積層体を得た。【００６０】
（実施例５）
実施例１において、コーティング液（ａ’）中の炭酸カルシウムの替わりに炭酸マグネシウム（和光純薬製）とし、層（Ａ）の塗工量を１．２ｇ／ｍ２とする以外は、実施例１と同様の方法でラミネート積層体を得た。【００６１】
（実施例６）
実施例１において、コーティング液（ａ’）中の炭酸カルシウムの替わりに水酸化マグネシウム（和光純薬製）とし、層（Ａ）の塗工量を０．８５ｇ／ｍ２とする以外は、実施例１と同様の方法でラミネート積層体を得た。【００６２】
（実施例７）
実施例１において、溶液（ｂ）のポリアクリル酸に対して３,４−エポキシ）シクロヘキサンカルボキシレート（ダウ・ケミカル社製、サイラキュアＵＶＲ−６１１０）が０．５重量％になるように溶液（ｂ）中に加える以外は、実施例１と同様の方法でラミネート積層体を得た。【００６３】
（実施例８）
実施例１において、溶液（ｂ）中のポリアクリル酸のカルボキシル基の１０ｍｏｌ％を水酸化ナトリウムにより部分中和する以外は、実施例１と同様の方法でラミネート積層体を得た。
なお、イオン架橋率については、部分中和率の分を差し引いて算出した。【００６４】
（実施例９）
実施例１において、ガスバリア積層体のコーティング層を下層にする替わりに、コーティング層が外使いとなるようにして、厚み２μｍのウレタン系接着剤の層５、厚み１５μｍの２軸延伸ナイロンフィルム６、厚み２μｍのウレタン系接着剤の層７及び厚み７０μｍの無延伸ポリプロピレンフィルム８を順次ラミネートし、図２に示すような層構成のラミネート積層体９を得た。【００６５】
（比較例１）
実施例１において、コーティング液（ａ’）中のポリエステルポリオールの替わりに、樹脂骨格中に一価の金属元素を含まない非水系樹脂 バイロン（東洋紡績製、Ｖ−２００）を用いる以外は、実施例１と同様の方法でラミネート積層体を得た。【００６６】
（比較例２）
実施例１において、コーティング液（ａ’）中のポリエステルポリオールの替わりに、樹脂骨格中に一価の金属元素を含まない非水系樹脂 バイロン（東洋紡績製、Ｖ−２００）とし、さらに水酸化ナトリウム（和光純薬製）を主剤樹脂分に対して５％重量分配合する以外は、実施例１と同様の方法でラミネート積層体を得た。【００６７】
【表１】
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【００６８】
得られたガスバリア性積層体のイオン架橋率と、得られたラミネート積層体のレトルト処理前後の酸素透過量と、レトルト処理後にゲルボフレックステスターによる１００回クラッシュ処理をした後の酸素透過量の測定結果を表２に示す。
実施例１乃至９の何れにおいても、レトルト処理前後とも良好なバリア性能を示し、クラッシュ処理による可撓性の評価でも良好な結果を示した。【００６９】
【表２】
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（注１）素透過量：レトルト前後で０．５ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下、レトルト後で１ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下、クラッシュ処理後で１５ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下が良好である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のガスバリア性積層体は、ポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基間を多価金属イオンで架橋させて成るガスバリア層を有するガスバリア性積層体において、従来の積層体よりも優れたガスバリア性が発現されている。しかも基材との密着性、耐レトルト性、可撓性にも優れており、レトルト殺菌のような高温湿熱条件下に賦される包装容器の分野等に好適に用いられる。
また本発明のガスバリア性積層体の製造方法においては、従来のポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基間を多価金属イオンで架橋させて成るガスバリア材の形成に必須であった浸漬処理や噴霧処理等を行う必要がなく、工程数を簡略化することができると共に、低温短時間での加熱のみで容易に架橋構造を形成することができ、プラスチック基体に悪影響を与えることなく且つ製造時間及びエネルギーをより低減することが可能になり、生産性及び経済性よくガスバリア材を形成することが可能となる。
【符号の説明】
【００７１】
１、９：  ラミネート積層体
２：  厚み１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム
３：  金属元素を樹脂骨格中に含む非水系樹脂と、アルカリ性化合物含有して成る層（Ａ）
４：  前駆体層（Ｂ）中のポリカルボン酸系ポリマーのカルボキシル基間に、金属イオン架橋を形成させた層
５、７：厚み２μｍのウレタン系接着剤の層
６：  厚み１５μｍの２軸延伸ナイロンフィルム
８：  厚み７０μｍの無延伸ポリプロピレンフィルム
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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